本文關(guān)鍵詞：球坐標(biāo)系衛(wèi)星重力梯度與磁數(shù)據(jù)三維聯(lián)合反演方法

  更多相關(guān)文章： 交叉梯度 聯(lián)合反演 重力梯度 磁異常模量 球坐標(biāo)系

【摘要】：地球觀測(cè)衛(wèi)星一直是研究大尺度區(qū)域地球科學(xué)問(wèn)題最有利的工具,隨著衛(wèi)星以及儀器技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星測(cè)量的精度以及信息量也在不斷增加。近年來(lái),歐空局發(fā)射的GOCE衛(wèi)星已經(jīng)能夠利用其搭載的高精度重力梯度測(cè)量?jī)x獲取地球全張量重力梯度數(shù)據(jù),新近發(fā)射的SWARM衛(wèi)星群更是能夠以前所未有的精度觀測(cè)地球磁場(chǎng)變化。這些新的數(shù)據(jù)也促使相關(guān)的理論方法不斷改進(jìn)更新,地球物理勘探領(lǐng)域發(fā)展的三維反演技術(shù)也被應(yīng)用至衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù),用于研究大尺度地球物理問(wèn)題,論文旨在利用這些最新的重力梯度與地磁觀測(cè)數(shù)據(jù),研究綜合利用多種高精度數(shù)據(jù)在球坐標(biāo)系下聯(lián)合反演研究地球大尺度區(qū)域巖石圈結(jié)構(gòu)的方法。論文首先從重力梯度數(shù)據(jù)入手,在前人研究工作的基礎(chǔ)上,利用Tikhonov正則化理論,結(jié)合重力梯度數(shù)據(jù)擬合差函數(shù)與球坐標(biāo)模型目標(biāo)函數(shù)建立反演目標(biāo)函數(shù),并施加反演密度參數(shù)邊界約束,應(yīng)用對(duì)數(shù)障礙法求解球坐標(biāo)系重力梯度數(shù)據(jù)反演的約束最優(yōu)化問(wèn)題,并通過(guò)簡(jiǎn)單的理論模型試驗(yàn)驗(yàn)證反演方法的有效性。在實(shí)現(xiàn)球坐標(biāo)系重力梯度數(shù)據(jù)反演方法的基礎(chǔ)上,論文第二部分考慮同一區(qū)域地質(zhì)體對(duì)應(yīng)的密度與磁性物性分布應(yīng)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)分布變化相一致,具有結(jié)構(gòu)相似性,在球坐標(biāo)系中引入交叉梯度聯(lián)合反演方法,依據(jù)球坐標(biāo)系等經(jīng)緯度劃分的Tesseroid單元體構(gòu)建新的離散化交叉梯度函數(shù),聯(lián)合重力梯度數(shù)據(jù)與磁總場(chǎng)異�！鱐數(shù)據(jù)單數(shù)據(jù)反演目標(biāo)函數(shù),形成球坐標(biāo)系下的聯(lián)合反演最優(yōu)化問(wèn)題。接下來(lái)論文的第三部分主要針對(duì)反演大尺度巖石圈磁性結(jié)構(gòu)時(shí)無(wú)法逃避的海洋地區(qū)強(qiáng)剩磁問(wèn)題,采用弱依賴于磁化方向的磁異常模量數(shù)據(jù),與重力梯度數(shù)據(jù)進(jìn)一步構(gòu)建交叉梯度聯(lián)合反演問(wèn)題,抑制剩磁影響的同時(shí)也改善所需要獲得的密度結(jié)構(gòu),為求解該聯(lián)合反演問(wèn)題,論文引入新的譜投影梯度方法,加入邊界約束條件進(jìn)行迭代求解。論文最后一部分是實(shí)際衛(wèi)星數(shù)據(jù)反演與解釋?xiě)?yīng)用,首先利用衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)反演整個(gè)北美地區(qū)的密度結(jié)構(gòu),然后選取青藏高原地區(qū)利用重力梯度與磁總場(chǎng)異�！鱐數(shù)據(jù)反演其巖石圈密度與磁性結(jié)構(gòu),最后利用重力梯度與磁異常模量數(shù)據(jù)反演包含強(qiáng)剩磁的菲律賓海板塊巖石圈密度與磁性結(jié)構(gòu)。論文采用最新的GOCE衛(wèi)星重力梯度與SWARM衛(wèi)星磁數(shù)據(jù),在球坐標(biāo)系下研究反演大尺度巖石圈密度與磁性結(jié)構(gòu),引入交叉梯度算法,建立了球坐標(biāo)系衛(wèi)星重力梯度與磁數(shù)據(jù)的三維聯(lián)合反演方法,并且著重研究了存在強(qiáng)剩磁條件下磁測(cè)數(shù)據(jù)如何聯(lián)合重力梯度數(shù)據(jù)以及利用磁異常模量數(shù)據(jù)壓制剩磁對(duì)反演結(jié)果產(chǎn)生的影響,提供了綜合利用衛(wèi)星重力梯度與磁數(shù)據(jù)研究大尺度巖石圈構(gòu)造的解決方案。
【關(guān)鍵詞】：交叉梯度 聯(lián)合反演 重力梯度 磁異常模量 球坐標(biāo)系
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P223;P631
【目錄】：

• 作者簡(jiǎn)介7-9
• 摘要9-10
• Abstract10-15
• 第一章 緒論15-20
• 1.1 研究背景、目的和意義15-16
• 1.2 研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 研究?jī)?nèi)容和方法18-19
• 1.4 論文的特色與新穎之處19-20
• 第二章 球坐標(biāo)系重力梯度數(shù)據(jù)三維反演20-37
• 2.1 重力梯度場(chǎng)及其球諧表達(dá)20-22
• 2.2 球面棱柱體重力梯度正演22-25
• 2.2.1 Tesseroid單元體22-23
• 2.2.2 三重Gauss-Legendre數(shù)值積分正演23-25
• 2.3 反演目標(biāo)函數(shù)25-29
• 2.3.1 數(shù)據(jù)擬合差函數(shù)25-26
• 2.3.2 模型目標(biāo)函數(shù)26-28
• 2.3.3 正則化反演目標(biāo)函數(shù)28-29
• 2.4 對(duì)數(shù)障礙法邊界約束反演29-32
• 2.4.1 對(duì)數(shù)障礙函數(shù)29-30
• 2.4.2 Gauss-Newton法求解30-31
• 2.4.3 預(yù)優(yōu)共軛梯度法31-32
• 2.5 球坐標(biāo)系重力梯度反演理論模型試驗(yàn)32-36
• 2.5.1 理論模型設(shè)計(jì)32-33
• 2.5.2 反演結(jié)果33-36
• 2.6 小結(jié)36-37
• 第三章 球坐標(biāo)系重力梯度與磁總場(chǎng)異常數(shù)據(jù)三維聯(lián)合反演37-56
• 3.1 地磁場(chǎng)及球面棱柱體正演37-39
• 3.1.1 地磁場(chǎng)球諧表達(dá)37-39
• 3.1.2 球面棱柱體磁場(chǎng)正演39
• 3.2 多數(shù)據(jù)反演目標(biāo)函數(shù)39-40
• 3.3 球坐標(biāo)系交叉梯度函數(shù)40-42
• 3.4 聯(lián)合反演目標(biāo)函數(shù)及求解42-46
• 3.4.1 邊界約束聯(lián)合反演目標(biāo)函數(shù)42-43
• 3.4.2 非線性目標(biāo)函數(shù)求解43-45
• 3.4.3 聯(lián)合反演流程45-46
• 3.5 聯(lián)合反演理論模型試驗(yàn)46-55
• 3.5.1 球面棱柱體模型試驗(yàn)46-50
• 3.5.2 組合模型試驗(yàn)50-55
• 3.6 小結(jié)55-56
• 第四章 球坐標(biāo)系重力梯度與磁異常模量數(shù)據(jù)三維聯(lián)合反演56-73
• 4.1 磁異常模量56-57
• 4.2 非線性多數(shù)據(jù)反演目標(biāo)函數(shù)57-59
• 4.2.1 非線性數(shù)據(jù)擬合差函數(shù)57-58
• 4.2.2 模型目標(biāo)函數(shù)58-59
• 4.3 聯(lián)合反演譜投影梯度求解59-63
• 4.3.1 交叉梯度聯(lián)合反演目標(biāo)函數(shù)59-60
• 4.3.2 磁異常模量正演雅可比矩陣60-61
• 4.3.3 譜投影梯度法61-63
• 4.4 聯(lián)合反演理論模型試驗(yàn)63-72
• 4.4.1 球面棱柱體模型63-67
• 4.4.2 強(qiáng)剩磁組合模型67-72
• 4.5 小結(jié)72-73
• 第五章 實(shí)際衛(wèi)星重力梯度與磁數(shù)據(jù)應(yīng)用與解釋73-100
• 5.1 北美巖石圈密度結(jié)構(gòu)73-81
• 5.1.1 重力梯度數(shù)據(jù)74-77
• 5.1.2 反演結(jié)果77-80
• 5.1.3 初步地質(zhì)解釋80-81
• 5.2 青藏高原巖石圈密度與磁性結(jié)構(gòu)81-91
• 5.2.1 重力梯度數(shù)據(jù)81
• 5.2.2 磁總場(chǎng)異常ΔT數(shù)據(jù)81-84
• 5.2.3 聯(lián)合反演結(jié)果84-88
• 5.2.4 初步地質(zhì)解釋88-91
• 5.3 菲律賓海巖石圈密度與磁性結(jié)構(gòu)91-99
• 5.3.1 重力梯度數(shù)據(jù)91-93
• 5.3.2 磁異常模量數(shù)據(jù)93
• 5.3.3 聯(lián)合反演結(jié)果93-97
• 5.3.4 初步地質(zhì)解釋97-99
• 5.4 小結(jié)99-100
• 第六章 結(jié)論與建議100-102
• 6.1 結(jié)論100-101
• 6.2 建議101-102
• 致謝102-103
• 參考文獻(xiàn)103-108

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張傳定,吳曉平,陸仲連;全張量重力梯度數(shù)據(jù)的譜表示方法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2000年04期

2 吳星;;衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)處理理論與方法[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2010年02期

3 曹書(shū)錦;朱自強(qiáng);魯光銀;曾思紅;郭文斌;;基于單元細(xì)分H-自適應(yīng)有限元全張量重力梯度正演[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2010年03期

4 孫鵬飛;吳燕岡;;重力梯度法中臺(tái)階傾角的確定與實(shí)際應(yīng)用[J];金屬礦山;2011年11期

5 錢東;劉繁明;李艷;張迎發(fā);;導(dǎo)航用重力梯度基準(zhǔn)圖構(gòu)建方法的比較研究[J];測(cè)繪學(xué)報(bào);2011年06期

6 孫鵬飛;吳燕岡;楊春成;韓兆紅;范美寧;;重力梯度法的角點(diǎn)位置最優(yōu)化選取研究(英文)[J];Applied Geophysics;2011年04期

7 吳星;王凱;馮煒;汪濤;;基于非全張量衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)的張量不變量法[J];地球物理學(xué)報(bào);2011年04期

8 王東明;利用地球重力位模型計(jì)算重力和重力梯度[J];地球物理學(xué)報(bào);1999年S1期

9 魏興;荊心;劉繁明;錢東;;利用重力梯度數(shù)據(jù)的高精度地形估計(jì)[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2013年12期

10 張永志;夏朝龍;王衛(wèi)東;姜永濤;;日本9.0級(jí)地震區(qū)重力梯度的時(shí)空分布[J];大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué);2013年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄭偉;許厚澤;鐘敏;員美娟;周旭華;彭碧波;;我國(guó)將來(lái)衛(wèi)星重力梯度計(jì)劃的實(shí)施[A];中國(guó)地球物理·2009[C];2009年

2 劉利軍;;聚焦反演應(yīng)用于重力梯度獨(dú)立分量[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

3 吳星;張傳定;;衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)的模擬研究[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2008年

4 王虎彪;王勇;許大欣;戴全發(fā);;基于重力梯度的水下輔助導(dǎo)航仿真[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十四屆年會(huì)論文集[C];2008年

5 李紅蕾;方劍;;代數(shù)重構(gòu)算法在重力梯度張量數(shù)據(jù)反演中的應(yīng)用[A];中國(guó)地球物理2013——第二十六專題論文集[C];2013年

6 方明;趙德軍;;重力梯度張量的延拓[A];第二十一屆海洋測(cè)繪綜合性學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

7 王萌;鄭元滿;姚長(zhǎng)利;;應(yīng)用重力梯度張量方法定位場(chǎng)源體中心及推斷其走向[A];中國(guó)地球物理2013——第十八專題論文集[C];2013年

8 吳懌昊;羅志才;鐘波;吳云龍;;利用地球重力場(chǎng)模型校準(zhǔn)衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

9 吳星;李建偉;張傳定;;衛(wèi)星重力梯度分量復(fù)數(shù)組合的向上和向下延拓[A];中國(guó)地球物理·2009[C];2009年

10 許闖;羅志才;林旭;李振海;;GOCE衛(wèi)星重力梯度觀測(cè)數(shù)據(jù)的海潮影響[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 閆足;基于重力梯度的潛艇威脅目標(biāo)探測(cè)方法研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 秦朋波;重力和重力梯度數(shù)據(jù)聯(lián)合反演方法研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 王浩然;球坐標(biāo)系衛(wèi)星重力梯度與磁數(shù)據(jù)三維聯(lián)合反演方法[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2016年

4 袁園;全張量重力梯度數(shù)據(jù)的綜合分析與處理解釋[D];吉林大學(xué);2015年

5 吳星;衛(wèi)星重力梯度數(shù)據(jù)處理理論與方法[D];解放軍信息工程大學(xué);2009年

6 劉鳳鳴;重力梯度輔助導(dǎo)航定位技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

7 耿美霞;基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的重力梯度全張量數(shù)據(jù)三維反演方法研究[D];吉林大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡耀武;重力/慣性組合導(dǎo)航算法研究[D];東南大學(xué);2015年

2 李德禹;水下重力梯度導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

3 孫鵬飛;重力梯度法的應(yīng)用及改進(jìn)[D];吉林大學(xué);2008年

4 李蘭玉;基于全張量重力梯度的水下導(dǎo)航技術(shù)研究[D];武漢科技大學(xué);2014年

5 程龍;基于全張量重力梯度水下輔助導(dǎo)航匹配方法的研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

6 聶慧梓;重力梯度張量三維聚焦反演方法研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

7 李開(kāi)寒;重力梯度輔助導(dǎo)航匹配區(qū)選擇準(zhǔn)則研究[D];武漢科技大學(xué);2015年

8 陳少華;基于預(yù)條件共軛梯度法的重力梯度張量反演研究[D];中南大學(xué);2012年

9 陳濤;三維重力梯度快速正反演研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

10 白玉珍;航空重力梯度三維反演深度分辨力研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

，

本文編號(hào)：535979